Կալիֆոռնիայի ընկերություն Ամպեր ներկայացրեց արդյունաբերության առաջին 80 միջուկով ARM սերվերի պրոցեսորը, որը հիմնված է 64-բիթանոց ճարտարապետության վրա Ampere Altra.

Արդեն մի քանի տարի է, ինչ փորձագետները կանխատեսում են, որ ARM հարթակը տվյալների կենտրոններում մրցելու է x86-ի հետ, սակայն դա տեղի չի ունենում։ 2019 թվականի վերջին այնտեղ Intel-ը գերակշռում է 95,5% բաժնեմասով, ՀՀ դրամն ունի 4,5%։

Այնուամենայնիվ, SPECrate 2017 ամբողջ թվային հենանիշի նոր ARM պրոցեսորը ցույց է տալիս ավելի բարձր կատարողականություն, քան ամենաարագ 64 միջուկային AMD EPYC-ը կամ Cascade Lake ընտանիքի լավագույն 28 միջուկային Xeon-ը: Սա արդեն լուրջ պնդում է (չնայած հենանիշի արդյունքները մի փոքր «խեղաթյուրված» են, տես ստորև):

ARM-ի հիմնական առավելությունը էներգաարդյունավետությունն է, որն ըստ սահմանման ճարտարապետության պատճառով չի կարող համընկնել x86 պրոցեսորների հետ։ 80 միջուկանոց Ampere Altra-ն ունի 45-210 Վտ TDP և 3 ԳՀց ժամացույցի հաճախականություն:

Ampere-ը կարծում է, որ երկու միջուկի փոխարեն մեկ շարանը հանգեցնում է ավելի մեծ անվտանգության, քանի որ այս դիզայնը ավելի լավ է պաշտպանում առանձին միջուկները կողմնակի ալիքի հարձակումներից, ինչպիսիք են Meltdown-ը և Spectre-ը:

Պրոցեսորը նախատեսված է սերվերային ծրագրերի համար, ինչպիսիք են տվյալների վերլուծությունը, արհեստական ​​ինտելեկտը, տվյալների շտեմարանները, պահեստավորումը, հեռահաղորդակցության կույտերը, եզրային հաշվարկները, վեբ հոստինգը և ամպային հավելվածները: Հատկապես մեքենայական ուսուցման հավելվածների համար ներդրվել է ապարատային աջակցություն FP16 (կիսաճշգրիտ թվեր) և INT8 (մեկ բայթ ամբողջ թվի ներկայացում) տվյալների ձևաչափերի համար։ Կա նաև ապարատային արագացում AES և SHA-256 հեշինգի համար:

Չիպերն արտադրվում են TSMC գործարանում՝ օգտագործելով 7 նմ պրոցեսի տեխնոլոգիա: CPU-ի առաջին նմուշներն արդեն ուղարկվել են պոտենցիալ հաճախորդներին, իսկ զանգվածային արտադրությունը նախատեսվում է սկսել 2020 թվականի կեսերին։

Ampere-ի գործադիր տնօրեն և Intel-ի նախկին նախագահ Ռենե Ջեյմսը հիմնադրել է Ampere Computing-ը 2017 թվականի հոկտեմբերին սնանկացած Applied Micro Circuits Corporation-ի (1979-2017) հիմնադրման վրա, որը նաև նախագծել է ARM սերվերի պրոցեսորներ: Մասնավորապես, 2011 թվականին այն ներկայացրել է ARMv64-A-ի վրա հիմնված 8-բիթանոց X-Gene հարթակը։

Ջեյմսը ներկայումս համատեղում է Ampere Computing-ի գործադիր տնօրենի և տնօրենների խորհրդի նախագահի պաշտոնները Ազգային անվտանգության հեռահաղորդակցության խորհրդատվական կոմիտեի փոխնախագահի պաշտոնի հետ, որը խորհուրդ է տալիս Միացյալ Նահանգների նախագահին:

Հետաքրքիր է, թե որքանով կհաջողվի ARM պրոցեսորները սերվերների շուկա բերելու նոր փորձը։

«Մենք թողարկեցինք շուկայում ամենաշատ միջուկներով պրոցեսորը»: Ասում են Ջեյմս. «Այժմ մենք այն ուղարկել ենք [փորձարկման] ոլորտի ամպային խոշորագույն մատակարարներից մի քանիսին... Կարծում եմ՝ մարդիկ կզարմանան: [Նախկին տեխնոլոգիաները] միշտ փոխարինվում են նորով: Իսկ եթե ոչ գործող ընկերությունից, ապա նորից։ Շատ հուզիչ է աշխատել այն ամենի վրա, ինչ ես տեսնում եմ որպես արդյունաբերության հաջորդ փուլ»:

Անցած տարիներին շատ էր խոսվում 64-բիթանոց ARM սերվերի չիպերի մասին, երբ AMD-ն ու վերը նշված Applied Micro-ն փորձեցին նմանատիպ պրոցեսորներ արտադրել։ Բայց այս ընկերությունները ձախողվեցին։ AMD-ը փակեց իր ARM նախագիծը և Applied Micro-ի ակտիվները վաճառվել են Macom ընկերություն. 2017 թվականին Carlyle Group-ը գնեց իր ARM պրոցեսորների բաժինը։ Գործարքը փակվեց 2019-ի վերջին, և Ջեյմսը ստանձնեց նոր ընկերության գործադիր տնօրենի պաշտոնը՝ թողնելով Carlyle Group-ի գլխավոր տնօրենի պաշտոնը:

Երկու Ampere սերվերային հարթակներ. Mt. Jade և Mt. Ձյուն

Ampere Altra-ի մեկ թելերով միջուկները և «խիտ, էներգաարդյունավետ սերվերները», որոնք կարող են կառուցվել նման պրոցեսորների վրա, թույլ կտան հաճախորդներին «առավելագույնի հասցնել այն ծառայությունների քանակը, որոնք նրանք կարող են տեղակայել ամպում», - ասում է ընկերությունը:

Ampere Altra պրոցեսորը հիմնված է հարթակի վրա ARM Neoverse N1. Նոր սերվերների վերաբերյալ դրական արձագանքներ են ստացվել Microsoft Azure, Oracle, Canonical, VMware, Kinvolk, Packet, Lenovo, Gigabyte, Wiwynn և Micron-ի ինժեներներից, որոնք բոլորն էլ նշված են մամուլի հաղորդագրության մեջ:

Սերվեր Mt. Jade երկու պրոցեսորների համար (160 միջուկ) տվյալների վերլուծություն, տվյալների բազա, վեբ

Ընկերությունն ասում է, որ ծրագրաշարը պատրաստ է աշխատել Ampere Altra-ի հետ. «Ամենամեծ բանն այս պահին այն է, որ եթե նայեք բոլոր շերտերին, ՕՀ-ի շերտը, ամեն ինչ՝ Linux-ից մինչև BSD մինչև Windows, բոլորն աջակցում են ARM-ին», - ասում է Ջեֆ Վիտիչ Ուիթիչը: Ampere-ի արտադրանքի ավագ փոխնախագահ: — Վիրտուալիզացիայի համար մենք աջակցություն ունենք Kubernetes-ի, Docker-ի, VMware-ի և KBM-ի համար: Այնտեղ ամեն ինչ աջակցվում է։ Հավելվածի մակարդակում այն ​​ամենը, ինչ այսօր աշխատում է ամպում, արդեն աշխատում է այստեղ»։

Սերվեր Mt. Ձյուն մեկ պրոցեսորի վրա՝ եզրային հաշվարկ, հեռահաղորդակցության ծառայություններ, վեբ, տվյալների պահպանում

Տեխնիկական

• Պրոցեսոր ենթահամակարգ
  • 80 ARM v8.2+ 64-բիթանոց միջուկներ մինչև 3,0 ԳՀց հաճախականությամբ Sustained Turbo-ով, ավելացնում է որոշ բարելավումներ ARM v8.3-ից և v8.4-ից:
  • 1 ԿԲ L64 I-քեշ, 1 ԿԲ L64 D-քեշ մեկ միջուկի համար, 2 ՄԲ L1 քեշ մեկ միջուկի համար, 32 ՄԲ ընդհանուր համակարգի մակարդակի քեշ (SLC)
  • Կրկնակի լայնությամբ (128 բիթ) SIMD (Մեկ հրահանգ, բազմակի տվյալներ) հրահանգների հոսք
  • Համատեղ փոխկապակցումներ ցանցային ցանցում
• Համակարգի հիշողություն
  • 8x 72-բիթանոց DDR4-3200 ալիքներ
  • ECC, խորհրդանիշի վրա հիմնված ECC, DDR4 RAS
  • Մինչև 16 DIMM և 4 ՏԲ յուրաքանչյուր վարդակից
• Համակարգի ռեսուրսներ
  • Ամբողջական ընդհատման վիրտուալացում (GICv3)
  • Ամբողջական I/O վիրտուալացում (SMMUv3)
  • Ձեռնարկությունների սերվերի դասի RAS (հուսալիություն, մատչելիություն, սպասարկում) հուսալիություն
• Сеть
  • 128 PCIe Gen4 գծեր
    • 8 x8 PCIe + 4 x16 PCIe/CCIX՝ Ընդլայնված արագության ռեժիմի (ESM) աջակցությամբ՝ 20/25 GT/վրկ արագությամբ տվյալների փոխանցման համար (գիգագործարքներ վայրկյանում)
    • 48 կարգավորիչ՝ մինչև 32 x2 միացումներ ապահովելու համար
  • 192 տող 2P կոնֆիգուրացիայում
  • Բազմակի վարդակների աջակցություն
  • 4 տող x16 CCIX
• Ջերմաստիճանի շրջանակը – 0°C-ից մինչև +90°C
• Սնունդ
  • Պրոցեսոր՝ 0,80 Վ, DDR4՝ 1,2 Վ
  • I/O՝ 3,3V/1,8V, SerDes PLL՝ 1,8V
• Ուժի Կառավարում – Դինամիկ վարկանիշ, Turbo Gen2, թերլարման պաշտպանություն
• Բնակարանային պայմանները – 4926-փին FCLGA
• Արտադրություն – FinFET 7 նմ տեխնոլոգիա

Հենանիշներ

Ջեֆ Ուիթիչն ասում է, որ Ampere պրոցեսորը 4%-ով ավելի լավ է աշխատում, քան AMD-ի ամենաարագ EPYC պրոցեսորը հենանիշերում և սպառում է 14%-ով ավելի քիչ էներգիա: Խոսքը 64 միջուկանի EPYC պրոցեսորի մասին է
7742՝ 225 Վտ հզորությամբ TDP-ով և 6950 դոլար արժողությամբ: Սա ամենահզորն է EPYC 2 պրոցեսորների ընտանիքում, որը հիմնված է Zen 2 միկրոճարտարապետության վրա: Ընտանիքը ներկայացվել է 2019 թվականի օգոստոսին:

Wittich-ը նաև համեմատություն է անցկացրել Cascade Lake ընտանիքի 28 միջուկանի Xeon պրոցեսորի հետ։ Ampere Altra պրոցեսորը գերազանցել է նրան «2,23 անգամ կատարողականությամբ և 2,11 անգամ էներգաարդյունավետությամբ»: Այստեղ կատարողականը համեմատվել է 28 միջուկանի Xeon Platinum 8280-ի հետ (205 Վտ), և էներգաարդյունավետությունը հաշվարկվել է մեկ միջուկի համար:

Հաղորդվում է, որ Ampere Altra պրոցեսորը SPECrate 2017 ամբողջ թվի չափանիշում 259-ից բարձր միավոր է հավաքել: արդյունքների աղյուսակ սա զիջում է ASUS RS720A-E9(KNPP-D32) սերվերային համակարգի (2.20 ԳՀց, AMD EPYC 7601) և ASUS RS500A-E10 (KRPA-U16) սերվերային համակարգի 2.25 ԳՀց, EPYC 7742 ԳՀց, AMD EPYC գագաթնակետին:

Այնուամենայնիվ, կատարողականի համեմատության ժամանակ Ampere-ը կիրառեց 0,85 գործակից դրամի արդյունքների վրա՝ հաշվի առնելով AMD64 կոմպիլյատորների փաթեթի օգտագործումը հենանիշային ծածկագիրը կազմելու համար, համեմատած GCC 8.2-ի հետ, որն ինքն էր օգտագործում, քանի որ AMD C/C++ կոմպիլյատորն ավելի օպտիմիզացված է արտադրում: կոդը, քան GCC-ն ARM-ում:

Չնայած հենանիշի նման ճշգրտումներին, Ampere Altra-ն շատ տպավորիչ տեսք ունի կատարողականության և էներգաարդյունավետության տեսանկյունից: Ստանդարտ 42U սերվերի դարակը 12,5 կՎտ հզորությամբ սնուցմամբ կարող է փաթեթավորել մոտ 3500 պրոցեսորային միջուկ՝ խնայելով վտ յուրաքանչյուր միջուկի համար:

Եվ սա դեռ սկիզբն է։ Ջեֆ Վիտիչը հայտնել է, որ մեկ տարի հետո շուկայում կլինի ևս մեկ ապրանք՝ Mystique ծածկանունով, որում Ampere-ն էլ ավելի կավելացնի միջուկների քանակը։

Mystique-ը կաջակցի նույն վարդակից, ուստի մայր տախտակները փոխարինելու կարիք չի լինի: Հաջորդ սերնդի Siryn SoC-ը նախատեսվում է թողարկել 2022 թվականին։

Վերջին տարիներին մենք տեսել ենք ARM սերվերների պրոցեսորների թողարկման մի քանի փորձեր տարբեր ընկերություններից՝ Broadcom/Cavium/Marvell, Calxeda, Huawei, Fujitsu, Phytium, Annapurna/Amazon և AppliedMicro/Ampere: Այս փորձերի մեծ մասն անհաջող էր։ Բայց կան նշաններ, որ իրավիճակը փոխվում է։ 2019 թվականի դեկտեմբերին Amazon դուրս է բերվել արտադրության մեջ սերվերներ 64 միջուկային ARM պրոցեսորներով Գրավիտոն 2 Համակարգի վրա չիպ է, որը հիմնված է նույն հիմնական ARM Neoverse N1 միջուկի վրա: Որոշ թեստերում ARM-ի օրինակները (M6g և M6gd) ավելի լավ են գործել, իսկ երբեմն էլ շատ ավելի լավ, քան x86-ը:

2019 թվականի նոյեմբերին հաղորդվել էր, որ ամերիկյան Nuvia ստարտափը ներգրավել է $53 մլն վենչուրային ֆինանսավորում. Ստարտափը հիմնադրվել է երեք առաջատար ինժեների կողմից, որոնք զբաղվում էին Apple-ի և Google-ի պրոցեսորների ստեղծմամբ: Նրանք խոստանում են նաև մշակել սերվերային պրոցեսորներ, որոնք կմրցակցեն Intel-ի և AMD-ի հետ։ Ըստ մատչելի տեղեկատվությունNuvia-ն ի սկզբանե նախագծել է պրոցեսորային միջուկ, որը կարող է կառուցվել ARM ճարտարապետության վրա, բայց առանց ARM լիցենզիա ստանալու:

Այս ամենը ցույց է տալիս, որ RISC պրոցեսորները կարող են կիրառություն գտնել ոչ միայն շարժական սարքերում, այլ նաև սերվերներում, ինչպես նաև աշխատասեղանի համակարգիչներում և դյուրակիր համակարգիչներում: Ի դեպ, խոսակցություններ կան, որ ապագա Apple MacBook նոութբուքերը կթողարկվեն նաև ARM պրոցեսորների վրա.

Իրականում, ARM A12X պրոցեսորներով iPad Pro-ի վերջին մոդելները գրեթե նույնքան հզոր են, որքան 15 դյույմանոց MacBook Pro-ն Core i7 և Core i9 պրոցեսորներով, ուստի նման արդիականացումը միանգամայն տրամաբանական կլինի:

Source: www.habr.com